增强装配(Augmented Assembly)是指将增强现实技术应用到装配领域,旨在降低设计成本、提高生产效率的一系列基于虚实混合增强装配环境的装配活动。本文研究了增强装配系统的虚实融合技术,包括增强装配的虚实混合建模、虚实注册和虚实叠加三个模块。首先构建了虚实混合的装配模型,包括零件几何模型、装配约束模型和装配层次模型。与传统装配模型不同的是,增强装配系统中既包含虚拟零件也包含真实零件,融合过程分别对虚实模型采取不同处理方式。针对模型的虚实混合特点,本文研究并实现了增强装配模型的混合建模与统一管理。然后研究了增强装配的虚实注册技术,采用基于计算机视觉的标志物跟踪方法对虚实零件进行注册。本文试验比较了不同图像阈值分割方法并选择了适应性阈值法提取标志物轮廓,提高了注册模块对灯光、阴影等干扰因素的稳定性;重新采样并最小二乘拟合标志物边缘,精确计算标志物角点值,提高了系统的注册精度,降低了动态注册中的抖动现象;使用基于标志物的操作板对用户操作进行注册,使用户能像操作真实零件一样方便的操作虚拟零件。接着研究并实现了增强装配的虚实叠加技术,包括虚实零件几何模型叠加、文字信息叠加和装配特征叠加,重点研究了虚实叠加中的虚实零件遮挡问题。以深度图为索引逐点判断虚拟场景与真实场景视频中对应象素的深度关系并相互叠加,得到了符合光学成像规律的虚实融合装配场景。最后给出了本文的增强装配原型系统,指导用户在增强装配环境中进行虚实零件装配及装配序列评价工作。